CN1284047C - 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法 - Google Patents

带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1284047C
CN1284047C CNB028076222A CN02807622A CN1284047C CN 1284047 C CN1284047 C CN 1284047C CN B028076222 A CNB028076222 A CN B028076222A CN 02807622 A CN02807622 A CN 02807622A CN 1284047 C CN1284047 C CN 1284047C
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
write
motion
light beam
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028076222A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1500233A (zh
Inventor
斯蒂芬·诺特
克利斯托弗·迪特利奇
罗伯特·托曼
斯蒂凡·斯塔德勒
约恩·雷博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Scribos GmbH
Original Assignee
Tesa Scribos GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa Scribos GmbH filed Critical Tesa Scribos GmbH
Publication of CN1500233A publication Critical patent/CN1500233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1284047C publication Critical patent/CN1284047C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • G03H1/0891Processes or apparatus adapted to convert digital holographic data into a hologram

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

本发明涉及一种在存储媒体(4)中制作数字全息图的光刻装置,该光刻装置包括:以预定光束截面产生写入光束(12)的光源(6,10);把写入光束(12)聚焦在待写入的存储媒体(4)上的写入透镜(14),该写入透镜(14)被安放在透镜托架(16)中;和用于使写入光束相对于存储媒体作两维运动的驱动装置。通过光学光刻装置,解决尽可能快地、并以少的努力写入计算机产生全息图的技术问题,在于:设置第一驱动装置(18),以便与写入光束(12)基本上成直角地移动透镜托架(16),还在于:写入透镜(14)孔径小于写入光束(12)截面。本发明还涉及一种在存储媒体中制作全息图的光刻方法。

Description

带有可移动透镜的光刻装置和 在存储媒体中制作数字全息图的方法
技术领域
本发明涉及一种在存储媒体中制作数字全息图的光刻装置。具体说,该光刻装置包括:以预定光束截面产生写入光束的光源;把写入光束聚焦在待写入的存储媒体上的写入透镜,该写入透镜被安放在透镜托架中;和用于使写入光束相对于存储媒体作两维运动的驱动装置。此外,本发明还涉及一种在存储媒体中制作数字全息图的方法。
背景技术
数字全息图是两维全息图,它包括各个具有不同光学性质的点,且当用相干电磁波照明时,具体说是用光波照明时,通过投射或反射的衍射装置,可以再现图像和/或数据。各个点的不同光学性质,可以是反射性质,例如由表面形貌构成,使存储媒体材料中的光程(折射率)或材料的彩色值,发生改变。
各个点的光学性质,是由计算机计算的,因此涉及被称为计算机产生的全息图(CGH)。借助聚焦的写入光束,把全息图的各点在写入全息图时,写入该材料中,写入光束的焦点定位在表面区域,或在存储媒体的材料中。在焦点区域,聚焦的效应是使存储媒体材料上的作用区域小,从而全息图大量的点能写在小的区域上。在此情况下,各写入点的光学性质,与写入光束的强度有关。为此,写入光束以变化的强度在存储媒体表面上作两维扫描。在此情况下,写入光束强度的调制,或者由光源例如激光二极管的内部调制完成,或者在光源外例如借助光电单元对写入光束进行外部调制完成。此外,光源可以是脉冲长度可以控制的脉冲激光器,于是,写入光束的强度控制可以通过脉冲长度实现。
强度调制的写入光束扫描的结果,产生有不规则的点分布的区域,即数字全息图。可以用该全息图来识别和使任何需要的物体上有自己特有的标识。
扫描光刻系统具有广泛应用的特性。例如,扫描光学系统可以与通常的激光打印机结合。但是,这些系统不能用于制作全息图,因为对这种应用的要求,与激光打印机的那些要求大为不同。对优良的打印系统,分辨率约在2500dpi,而对制作全息图,要求的分辨率约为25,000dpi。此外,在数字全息图,只写入相对小的区域上。这些区域,例如1至5mm2,别的尺寸也是可能的。用光刻装置制作数字全息图时,写入的图形的精度,例如在1×1mm2区域上有1000×1000点,则精度在两个正交方向上必需约±0.1μm。再有,为了每次能够用1s的时间写入一个全息图,写入速度约1Mpixel/s。上面所说的数值,是举例而言的,对本发明不构成任何限制。
数字全息图能够通过常规的扫描方法制作,在该方法中,入射光束的角度是通过不动的光学系统改变的。例如,带有检流计的扫描反射镜光刻装置和多面镜扫描器,就是根据这一原理工作的。但是,这种类型扫描器的缺点是,这一原理的实施必需在光学上和机械上作大量的努力。这一事实对追求最大的速度和分辨率的光学光刻装置,加上严厉的限制,因为为此目的,需要的物镜要有大的场角,并把偏转角转换为,最好是线性地转换为物镜焦平面中的x偏移(F-θ物镜)。还有,使用的物镜必须对图像弯曲加以校正(“平坦场”物镜),于是,必须使用复杂的多部件光学系统,这对紧凑的光刻装置配置是种阻碍。再有,这种类型的复杂光学系统,对光刻装置的机械提出大量要求,因为后者必须移动相对大的质量。这一事实同样导致不可能选择任意小的扫描反射镜,因为光学系统的孔径常常也决定了分辨率。
然而,扫描光学系统也人们是熟知的,其中的扫描运动,不是通过移动光束而是通过移动光学系统获得的。但是,能对要达到的写入速度保持数字全息图预定的点的图形,所要求的扫描速度和写入光束的定位精度,两者都不能达到。
发明内容
因此,本发明借助光学光刻技术,解决尽可能快地、并以少的努力写入计算机产生的全息图的技术问题。
按照本发明的第一教导,上述技术问题,通过具有权利要求1的特征的光刻装置,即通过一种与写入光束基本上成直角地移动透镜托架的驱动装置,和通过比写入光束的光束截面更小的写入透镜孔径来解决。
因此,利用本发明的光刻装置,通过使写入光束沿第一运动方向的振荡扫描运动,来制作数字全息图,这是通过运动光学系统实现的。所根据的原理是:当透镜与最好是很好地准直的光束成直角地运动时,透镜焦点的运动与透镜存在固定关系。如果光束有足够平坦的波前,又如果它的截面大于透镜的孔径,那么,焦点的扫描运动可以通过移动透镜达到,在焦点上不会出现光束强度的位置有关的起伏(locally-dependent fluctuations)。
本方案的优点是,能以高速进行扫描运动,无需移动大的质量。与现有技术比较,降低了要移动的质量,因为只有写入透镜仍需移动,但除此之外,不必移动至少又一个连同其支座的反射镜。
就此而言,高的扫描运动速度是指振荡速率在1kHz的范围。这是因为,全息图例如包括1000×1000点,需要在1秒内写入,那么,沿运动的第一方向,需写入各有1000点的1000条线。因而出现大量的方向改变。
为制作数字全息图而扫描的区域,通常大小在1至5mm2,因而比通常的物镜透镜的孔径小得多。通常的物镜透镜,在本情况下,是指数值孔径(NA)最好在0.4或更大、孔径最好在4至6mm、及重量小于1克的透镜。这种类型的透镜,已经用于CD和DVD驱动器,且能够作为非球面单透镜廉价生产。但是,用在本发明的写入透镜,在罩玻璃厚度的校正方面,与这些透镜不同,该厚度校正必须与相应的指定目的相配。
下面用各优选实施例,对本发明作更详细的说明。
驱动装置最好按直线电机或按音圈电机构成。该两种驱动器都适合为透镜托架产生高的扫描速度或振荡速率。
透镜托架的支架,最好用固态焊接完成。透镜托架,从而写入透镜,因此能够沿第一运动方向谐振地振荡,频率最好大于1kHz。替代固态焊接,其他透镜支架也是可以的,例如应力滚珠轴承、滑动轴承、空气轴承、或磁性轴承。但是,与推荐的用固态焊接的支架比较,这些其他支架的缺点,是它们包含较高的磨损,或更多的技术努力。合用的支架的重要因素,在于透镜要以高精度安装。在此情况下,相对于运动方向的路径横向偏差,必须小于0.2mm,同时沿光束方向,必须小于0.5mm。此外,透镜的倾斜必须非常低,否则不能保证焦点的质量。
写入透镜的扫描运动,可以设计成直线的或旋转的,要看支架类型。在直线扫描运动类型的情况下,在存储媒体上产生一直线曝光轨迹,而在绕旋转轴的扫描运动情况下,不论情况如何,都画出一圆弧。如果在这种情形下,其半径比扫描运动的长度大,那么,可以假定扫描运动是直线路线的很好近似。无论如何,在制作计算机产生的全息图时,扫描运动的弯曲路线,都可以通过计算,把偏离作为基准的正交图形的点的布局考虑在内。
按说明方式的写入透镜支架,能使透镜的运动只沿一个方向。但是,因为要产生两维的数字全息图,所以曝光的是阵列,所以还要用驱动装置使之沿第二方向作扫描运动。这一横向运动有一分量与第一运动方向成直角,具体说,这一横向运动基本上与运动的第一方向成直角。
相对于写入透镜振荡运动的横向运动,例如可以通过提供使写入光束相对于存储媒体沿第二运动方向运动的第二驱动装置达到,该第二运动方向相对于第一运动方向是横向的。这一相对的横向运动,可以用各种方式产生。
第一种推荐方式,是该第二驱动装置相对于写入光束,移动写入透镜的透镜托架。第二种推荐方式,是该第二驱动装置相对于存储媒体,移动光源、准直光学系统、和写入透镜的透镜托架。第三种推荐方式,是该第二驱动装置相对于光源、准直光学准直、和写入透镜,移动存储媒体本身。在上述每一方式中,使写入光束与存储媒体间产生相对运动,以完成横向的,具体说是与写入透镜的第一运动方向成直角的运动。沿第二运动方向的这一运动,同样以高的精度完成。与实际应用有关,但一般优先选择的配置,是使要移动的质量最低。
上面指出的技术问题,还可以用本发明的又一种配置解决,该配置与第一和第二驱动装置无关,且一般以带有光源、准直光学系统、写入透镜、和两维驱动装置的光刻装置为基础。该方案寓于写入透镜是由微透镜构成的事实。这些微透镜的物理尺寸,具体说是直径,基本上属于要制作的全息图的数量级。
在本发明中,数字全息图的尺寸在1至5mm的范围。由于写入透镜的小尺寸,降低了光刻装置需要移动的重量,于是,或者在写入光束与存储媒体间产生必要相对运动的驱动器的复杂性变低了,或者能获得更高的写入速度。此外,微透镜的使用降低了光刻装置与存储媒体之间的距离,于是,包括光刻装置和存储媒体在内的整个结构,尺寸也变小了。
按照再一种优选方式,是用至少两个彼此靠近的写入透镜,写入光束同时照明该至少两个写入透镜。如果设置多于两个写入透镜,那么,这些透镜最好按阵列形式排列。于是,如果写入光束相对于存储媒体运动,则通过各个微透镜的聚焦的部分光束,彼此平行地运动。因此,多个全息图能够同时写入全息图阵列,相当于用多个写入透镜。只有写入光束,即作用在所有部分光束上相同范围的各强度,必须相应增加。
多个一样的全息图以全息图阵列形式的平行写入,优点是对随后全息图的再现,要求较低的照明强度。这是因为读出光束同时照在多个一样的全息图上,意味着同一全息图相应地频频产生。这些个别全息图组合起来形成整个全息图,其强度与个别强度比较,被提升了。
微透镜本身和微透镜形式的写入透镜阵列,特别有利于上述带有可移动写入透镜的光刻装置的使用。这是因为各个写入透镜低的重量能实现快速扫描运动。在写入透镜阵列的情况下,这些透镜一起安排在透镜托架中,透镜托架由第一驱动装置移动,而只要合适,也由第二驱动装置驱动。上面进一步说明的全部有利的配置,现在也可以与微透镜或微透镜阵列结合。
按照本发明,上面指出的技术问题,还通过一种在存储媒体中制作全息图的光刻方法来解决,就是借助光源和写入透镜,把写入光束聚焦在存储媒体上,还借助驱动装置,使写入光束相对于存储媒体作两维运动,其中,写入透镜沿基本上与写入光束传播方向成直角的第一运动方向,相对于光存储媒体运动,其中,在写入透镜的运动范围内,写入透镜孔径基本上完全被写入光束照明,且其中,全息图是通过逐点引入辐射能量而写入的,写入光束的强度,作为写入光束在存储媒体上位置的函数受到控制。与写入光束的强度有关,存储媒体材料的光学性质也因此逐点变化。
在一种优选的方式中,写入光束还额外地相对于存储媒体,沿第二运动方向横向地相对于第一运动方向运动。为此,有可能使用上面已经解释的光刻装置结构。在第一实施例中,写入透镜相对于存储媒体,沿第二运动方向横向地相对于第一运动方向运动。在第二实施例中,光源与写入透镜可以一起相对于存储媒体运动。在第三实施例中,存储媒体本身可以相对于光源和写入透镜运动。通过把运动沿两个运动方向叠加,得到写入光束在存储媒体表面上的两维扫描运动,据此完成全息图的写入操作。
在本发明的再一个实施例中,借助写入光束在存储媒体上扫描正交的点的图形。换句话说,该两种扫描运动持续进行的方式,是使被写入透镜聚焦的写入光束,行进在光学存储媒体正交的点的图形上。在这一情况下,写入的全息图质量,与该尽可能精确地扫描的写入图形有关。
在写入透镜以高速沿第一运动方向作振荡运动时,就是说沿所谓快轴运动时,最好能够做到,只要光存储媒体正在被写入,不进行相对于该运动的横向运动。然后,如果写入透镜往回振荡而不对存储媒体写入,那么,使写入透镜沿第二运动方向,就是说,沿所谓慢轴,相对于要写入的存储媒体,移动一步。然后,写入透镜保持在该相对于第二运动方向的位置,直至在快轴上写入透镜的写入运动阶段再次完成,且写入透镜再次往回运动为止。因此,在慢轴上完成的运动是不连续的,同时该两种运动必须彼此精确协调和控制。换句话说,在存储媒体上的写入,只发生在沿快轴的前向运动之中,而写入光束相对于快轴的横向移动,则发生在返回运动时。
在前向运动和在返回运动两种情况下,向存储媒体写入,以及在沿第一运动方向往回运动时,完成横向位移,同样是可能的。
为了在写入全息图中满足这些要求,写入透镜应当在快轴以约1kHz振荡,同时,写入透镜在慢轴上相对于媒体的不连续位移,也就是相对于振荡运动的横向运动,应在0.3至0.6ms内完成。在本情形中,调制写入光束强度的写入触发器,必须以若干MHz的数量级进行。
作为另外的方案,写入透镜在慢轴上沿第二运动方向的运动,能够连续地完成。但是,这样做的结果是,写入点不再位于正交图形上。然而,这一点可以通过适当的控制系统配置来补偿,例如,通过适当地构造的软件。
本发明前述的功能和它的优选配置,也可以有利地用于扫描的,特别是共焦的显微镜。在这种显微镜中,用光束扫描或观察要考察的表面,并测量反射光的强度。在表面扫描时,从测量反射光的强度来组成图像。因此,表面是如前所述按图形扫描的。
在目前的情形下,为此把光束分束器放在反射光束的光束路径中,置于可运动透镜之前或最好是置于可运动透镜之后,以便把被反射的辐射引导至光学检测器。后者用于测量反射光的强度。
对这种类型的显微镜,尽可能快地并以少量的努力扫描表面的技术问题,可以解决。这是前面说明的光刻装置以之为基础的技术问题。前面对光刻装置所说明的优点,同样可以在这种类型的显微镜中获得。
附图说明
下面,通过举例方式,参照附图说明本发明,附图有:
图1按照本发明,画出光刻装置第一个示范性实施例的侧视图,
图2画出图1中沿II-II线的光刻装置截面图,透镜托架和直线驱动器是按平面图画的,
图3画出用于移动写入透镜的驱动装置的第二个示范性实施例,
图4按照本发明,画出带有多个写入透镜布局的光刻装置的第二个示范性实施例,
图5画出图4中沿V-V线的光刻装置截面图,透镜托架和直线驱动器是按平面图画的,和
图6按照本发明,画出一种显微镜,其结构基本上与图1所示光刻装置结构对应。
具体实施方式
图1和图2按照本发明,画出第一个示范性实施例的光刻装置2,用于在存储媒体4中制作数字全息图。所述光刻装置有激光器6,产生写入光束8,写入光束8被用于加宽和准直激光束8的准直光学系统10加宽至预定的光束截面。为此,准直光学系统10包括短焦距的第一聚焦透镜10a、孔径光阑10b、和聚焦透镜10c,聚焦透镜10c是作为扩展光束均匀性的三维频率滤波器而安排的。激光束8作为被加宽的写入光束12,离开准直光学系统10。于是,包括激光器6和准直透镜10的本单元,构成产生写入光束12的光源。
此外,光刻装置2有写入透镜14,用于把准直的写入光束12会聚在待写入的存储媒体4上。写入透镜14为此目的而安排在透镜托架16中,该托架还特别画在图2。
通过写入透镜14,写入光束12被会聚在存储媒体4表面上的焦点17。结果,写入光束与存储媒体材料间发生相互作用,只要写入光束的强度足够强,这一相互作用意味着该材料的光学性质在焦点区域中局部地发生改变。
按照本发明,第一驱动装置用于移动透镜托架16,使之基本上与准直的写入光束12成直角地运动,该驱动装置仅部分地以臂18的形式画出。该臂连接至直线驱动器,驱动器作振荡运动,图中以双箭头A表示。作为透镜托架16,从而写入透镜14的运动结果,写入透镜的焦点17在存储媒体4表面作相应的位移。随着透镜托架16的偏移,可以到达存储媒体4表面的其他区域。
图1还画出,写入透镜14的孔径小于被加宽且准直的写入光束12的光束截面。因此,只有部分被加宽的光束12被写入透镜14聚焦。写入光束12的该部分,以虚线20画出。那么,如果透镜托架16被驱动装置18移动,在各种情况中,写入透镜14都完全位于加宽光束12照明的区域内。这样可以保证写入光束12按同样比率会聚在写入透镜14运动到达的每一点。因此,结果是在焦点上有恒定的光束强度。
使臂18移动的直线驱动器,可以按需要设计。推荐用磁性电机或音圈电机作该驱动装置。在画出的例子中,用固态轴承24作为透镜托架16相对于框架22的支架。同样,也可以用应力滚珠轴承、滑动轴承、空气轴承、或磁性轴承作为轴承。
图3画出透镜托架16″的支架和驱动器的又一个例子。环绕透镜托架16″的旋转轴28设置旋转轴承26,透镜托架16″作为臂,沿一个旋转方向(箭头B)谐振。使用的驱动器是准直线驱动器30,覆盖一圆形片段的一部分。这样的直线驱动器来源于熟知的计算机硬盘读头驱动器的现有技术。无论如何,由于小的质量和有力的驱动,通过这种直线电机48,能够产生5-10kHz范围的透镜托架16″的振荡运动。
迄今,使用图1至3说明的,只有写入透镜14相对于存储媒体4沿第一运动方向的运动。为了写入两维数字全息图,还需要沿第二运动方向的运动,该第二运动方向最好与第一运动方向成直角。
在图1和2中,第一运动方向是沿水平方向的,如箭头A所示。另一方面,第二运动方向与图1的平面成直角,或垂直于图2的平面。已如上述,要实现写入光束12相对于存储媒体4的运动,有许多可能的方法。为此设置第二驱动装置,但在各图中没有分开画出。第二驱动装置的结构可以与第一驱动装置类似,但对第二驱动装置的速度没有那么高的要求。第二驱动装置一般可以作为直线或准直线驱动器来设计。
第一种可能的方法,是用于使第二驱动装置沿第二运动方向,相对于写入光束12,移动写入透镜14的透镜托架16。
第二种可能的方法,是使第二驱动装置相对于存储媒体4,移动激光器6、准直光学系统10、和写入透镜14的透镜托架16,包括框架22。为此,在图1中以虚线32画出的单元,是作为一个整体与图平面成直角地被移动的。
还有可能的方法,是使第二驱动装置相对于激光器6、准直光学系统10、和写入透镜14,移动存储媒体4本身。
再一种按照本发明的光刻装置2′,具有本质上独立的结构,画在图4和5。该光刻装置2′,如示于图1和2的光刻装置2,但有较大的相同构造部分。因此,相同的单元用相同的参考符号表示。
与图1的激光器6不同,光刻装置2′使用激光二极管6′来产生发散的激光束8′,使用准直透镜10′按预定光束截面把写入光束12准直,并使至少一个写入透镜14′把准直了的写入光束12会聚在待写入的存储媒体4上。在本例中,写入透镜14′安排在透镜托架16′内。
按照本发明,写入透镜14′是作为微透镜制成的,它的尺寸在1mm范围,就是说,在要写入的全息图的大小范围内。写入透镜14′到存储媒体4的距离也因而减小,光刻装置的尺寸至少部分地被减小。此外,写入透镜14′的重量小于按照图1和2的较大的透镜14,使写入透镜14′运动的驱动能够与该重量相配。
还有,图4和5画出多个写入透镜14′彼此并排地排列,写入光束12同时照明各写入透镜14′。因此,加宽的写入光束12各部分20a′、20b′、和20c′同时会聚在多个焦点17a′、17b′、和17c′上,以便改变存储媒体4的材料的光学性质,在所有情况下,都向写入光束12提供足够的强度。
如图5所特别指出,写入透镜14′安排成3×3阵列。当然,也可以用其他阵列大小,例如2×2或4×4或更大的大小。通过写入光束相对于存储媒体的相对运动,从而能够同时写入多个数字全息图。
本发明上面关于图1和2对透镜托架驱动器说明的结构,同样可以用于图4和5画出的实施例。就是说,写入微透镜14′阵列,连同托架16′一起,能够与写入光束12基本上成直角地作振荡运动,以便沿第一运动方向到达存储媒体上要写入的区域。同样,为了使每一写入微透镜14′覆盖存储媒体4预定的两维区域,各种沿第二运动方向移动的驱动类型,都可以应用。
上述光刻装置的结构,还有一种特征是,存储媒体4与图1中写入透镜14或与图4中写入微透镜14′之间的距离,能够可变地调整。该调整用记以“Z”的双箭头表示。为了沿z方向调整距离,设置在各图中没有画出的装置。该装置可以是任何直线调整装置,可以由电机或手驱动。通过调整距离,能够把存储媒体4中的焦点位置置于各种深度,同样,在有不同厚度的存储媒体4的情况下,也可以调整焦点。
最后,至少两个数字全息图能够在存储媒体4内不同的深度上写入,以便制作所谓多层全息图。
图6按照本发明,画出一种显微镜,其结构与图1所示光刻装置结构对应。因此,相同的符号表示在图1中已经说明的相同部件,尽管在细节上,用其他符号来标识写入与扫描或观察之间的差别。
除图1所示结构外,还有偏转平面40安放在从表面反射的光的光路中,放在透镜14后面,就是说,在透镜14之上。偏转平面40可以用半透明反射镜或光束分束器实现,并对观察光束没有影响或仅有不重要的影响。
偏转平面40把反射光束向图6左侧横向偏转,使之落在测量反射光强度的光检测器42上。
通过改变透镜14相对于要用显微镜观察的物体4的位置,然后扫描或观察其表面,并逐点测量其反射率。从而组成被扫描表面的图像。
然后,如果以基本上同样的强度产生光源6发射的光束,它在显微镜中可以称为观察光束,那么,测量的反射光束的强度,就是对被扫描表面的反射率的测量。

Claims (26)

1.一种用于在存储媒体(4)中制作数字全息图的光刻装置,包括:
以预定光束截面产生写入光束(12)的光源(6,10);
把写入光束(12)会聚在待写入的存储媒体(4)上的写入透镜(14),该写入透镜(14)置于透镜托架(16)内;和
使写入光束(12)相对于存储媒体(4)作两维运动的驱动装置,
其特征在于,
为了产生第一运动方向的扫描运动,所述驱动装置包含第一驱动装置(18),用于以对写入光束(12)成直角地移动透镜托架(16);
所述写入透镜(14)的孔径小于写入光束(12)的光束截面;
所述驱动装置包括一个第二驱动装置,用于在所述写入光束(12)和所述存储媒体(4)之间产生一个第二运动方向上的相对运动,所述第二运动方向相对于所述第一运动方向是横向的。
2.按照权利要求1的装置,特征在于:所述第一驱动装置由直线电机或音圈电机构成。
3.按照权利要求1或2的装置,特征在于:透镜托架(16)的支架由固态轴承、滚珠轴承、滑动轴承、空气轴承、或磁性轴承构成。
4.按照权利要求1的装置,特征在于:透镜托架(16)是直线地安装的,并谐振地沿一个方向振荡。
5.按照权利要求1的装置,特征在于:透镜托架(16″)是旋转地安装的,并谐振地沿一个旋转方向振荡。
6.按照权利要求4或5的装置,特征在于:透镜托架(16,16″)以高于1kHz的频率振荡。
7.按照权利要求1的装置,特征在于:第二驱动装置相对于写入光束(12),移动写入透镜(14)的透镜托架(16,16″)。
8.按照权利要求1的装置,特征在于:第二驱动装置相对于存储媒体(4),移动光源(6,10)和写入透镜(14)的透镜托架(16,16″)。
9.按照权利要求1的装置,特征在于:第二驱动装置相对于光源(6,10)和写入透镜(14)的透镜托架(16,16″),移动存储媒体(4)。
10.按照权利要求1的装置,特征在于:写入透镜(14′)由微透镜构成。
11.按照权利要求10的装置,特征在于:设置至少两个彼此靠近的写入透镜(14′),写入光束(12)同时照明该至少两个写入透镜(14′)。
12.按照权利要求11的装置,特征在于:这些写入透镜(14′)是按阵列排列的。
13.按照权利要求1的装置,特征在于:提供调整存储媒体(4)与写入透镜(14,14′)之间距离的装置。
14.一种在存储媒体中用光刻术制作数字全息图的方法,包括:
借助光源和写入透镜,把写入光束聚焦在存储媒体上,和借助驱动装置,使写入光束相对于存储媒体作两维运动;
其中,写入透镜沿与写入光束传播方向成直角的第一运动方向,相对于光存储媒体运动;
其中,在写入透镜的运动范围内,写入透镜孔径完全被写入光束照明;
其中所述写入光束相对于所述存储媒体在一个第二运动方向上运动,所述第二运动方向相对于所述第一运动方向是横向的;
其中,全息图是通过逐点引入辐射能量而写入的,写入光束的强度作为写入光束在存储媒体上的位置的函数而受到控制。
15.按照权利要求14的方法,其中通过相对于存储媒体移动所述写入透镜来进行所述第二方向上的运动。
16.按照权利要求14的方法,其中通过相对于存储媒体移动光源和写入透镜来进行所述第二方向的运动。
17.按照权利要求15的方法,其中通过相对于光源和写入透镜移动存储媒体来进行所述第二方向的运动。
18.按照权利要求14至17之一的方法,其中,借助写入光束,扫描存储媒体上正交的点的图形。
19.按照权利要求18的方法,其中,在写入透镜沿第一运动方向运动时,写入光束与存储媒体之间沿第二运动方向的相对运动是不连续地进行的。
20.按照权利要求19的方法,其中,当写入光束沿第一运动方向循着将要写入的存储媒体区域运动时,写入光束沿第二运动方向是不动的;和
其中,当写入光束沿第一运动方向循着不准备写入的存储媒体区域运动时,写入光束相对于第一运动方向横向移动一步。
21.按照权利要求18的方法,其中,当写入光束沿第一运动方向运动时,写入光束沿第二运动方向的运动是连续的。
22.按照权利要求14的方法,其中,借助至少两个彼此靠近排列且以微透镜形式设计的写入透镜,在存储媒体上同时写入多个全息图。
23.按照权利要求14的方法,其中,调节写入透镜或写入微透镜与存储媒体之间的距离,以便在存储媒体内的各种深度上写入。
24.根据权利要求14的方法,其中使用一个如权利要求1-13任意一个所述的光刻装置来实施。
25.一种用于扫描物体(4)的显微镜,包括:
以预定光束截面产生观察光束(12)的光源(6,10);
把观察光束(12)会聚在物体(4)表面上的透镜(14),该透镜(14)置于透镜托架(16)内;和
使观察光束(12)相对于物体(4)作两维运动的驱动装置,
特征在于:
为了产生第一运动方向上的扫描运动,该驱动装置包括第一驱动装置(18),用于与观察光束(12)成直角地移动透镜托架(16);
透镜(14)的孔径小于观察光束(12)的光束截面;
为了产生扫描运动,所述驱动装置包括一个第二驱动装置,用于在一个第二运动方向上相对于所述存储媒体(4)移动所述观察光束(12),所述第二运动方向相对于所述第一运动方向是横向的。
26.按照权利要求25的显微镜,具有权利要求2至13之一的一种或更多的特征。
CNB028076222A 2001-03-30 2002-03-28 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法 Expired - Fee Related CN1284047C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116059A DE10116059B4 (de) 2001-03-30 2001-03-30 Lithograph mit bewegter Linse und Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium
DE10116059.3 2001-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1500233A CN1500233A (zh) 2004-05-26
CN1284047C true CN1284047C (zh) 2006-11-08

Family

ID=7679869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028076222A Expired - Fee Related CN1284047C (zh) 2001-03-30 2002-03-28 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7123340B2 (zh)
EP (1) EP1373981B1 (zh)
JP (1) JP3990289B2 (zh)
CN (1) CN1284047C (zh)
AU (1) AU2002246118A1 (zh)
DE (2) DE10116059B4 (zh)
ES (1) ES2292735T3 (zh)
WO (1) WO2002079881A2 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2243722T3 (es) * 2001-04-12 2005-12-01 Tesa Scribos Gmbh Litografo y microscopio con mascar4a de disparo unidimensional y procedimiento para la fabricacion de hologramas digitales de un medio de almacenamiento.
DE10293414B4 (de) * 2001-07-27 2007-03-01 Tesa Scribos Gmbh Lithograph mit bewegtem Zylinderlinsensystem
WO2005054953A2 (en) * 2003-11-24 2005-06-16 Carl-Zeiss Smt Ag Holding device for an optical element in an objective
EP2523052A1 (de) 2006-02-22 2012-11-14 tesa scribos GmbH Speichermedium mit einem computergenerierten Reflektionshologramm auf einer unebenen Fläche
DE102006032538A1 (de) 2006-04-04 2007-10-11 Tesa Scribos Gmbh Speichermedium mit einem Sicherheitsmerkmal sowie Verfahren zur Herstellung eines Speichermediums mit einem Sicherheitsmerkmal
DE102006037216B4 (de) * 2006-04-04 2017-07-13 Tesa Scribos Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Punkteverteilung in einem Speichermedium sowie ein Speichermedium
CN101416114B (zh) 2006-04-04 2011-03-02 特萨斯克里伯斯有限公司 用于微构造存储介质的设备和方法以及包括微构造区域的存储介质
DE102006032234A1 (de) 2006-07-12 2008-01-17 Tesa Scribos Gmbh Verfahren zum Aufbringen eines Sicherheitsmerkmals auf ein Sicherheitsdokument sowie Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitsmerkmal
DE102007004857A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Tesa Scribos Gmbh Datenträger und Etikett sowie deren Herstellung
DE102007006120A1 (de) 2007-02-02 2008-08-07 Tesa Scribos Gmbh Speichermedium mit einer optisch veränderbaren Speicherschicht
US7760331B2 (en) * 2007-02-20 2010-07-20 Electro Scientific Industries, Inc. Decoupled, multiple stage positioning system
CN101216679B (zh) * 2007-12-28 2011-03-30 上海微电子装备有限公司 一种边缘曝光装置
NL1036701A1 (nl) * 2008-04-15 2009-10-19 Asml Holding Nv Apparatus for supporting an optical element, and method of making same.
DE102008048459A1 (de) 2008-09-23 2010-03-25 Pp-Mid Gmbh Polymerformkörper mit leitfähigen Strukturen auf der Oberfläche, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009011538A1 (de) 2009-03-03 2010-09-09 Pp-Mid Gmbh Leiterplatten-Anordnung, sowie Verfahren zu deren Herstellung
EP2151830A1 (de) 2008-08-08 2010-02-10 pp-mid GmbH Polymerformkörper mit leitfähigen Strukturen auf der Oberfläche, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008061051A1 (de) 2008-12-08 2010-06-10 Pp-Mid Gmbh Leiterplatten-Anordnung und leitfähige Klebstoffe zum Verbinden von Bauteilen mit der Leiterplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
CN102171770B (zh) * 2008-08-08 2014-07-09 Pp-梅德有限公司 聚合物成型体和电路板装备以及它们的制造方法
DE102008051204A1 (de) 2008-10-14 2010-04-15 Tesa Scribos Gmbh Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen in einem Speichermedium
DE102009040112B4 (de) 2009-09-04 2021-03-04 Tesa Scribos Gmbh Etikettenbahn mit einer Mehrzahl von Etiketten
WO2011104172A1 (en) 2010-02-25 2011-09-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
DE102012215697A1 (de) * 2012-09-05 2014-03-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Blockierelement zum Schutz von optischen Elementen in Projektionsbelichtungsanlagen
JP2016218150A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 株式会社村田製作所 ホログラム記録装置及びホログラム再生装置
JP2017129769A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 富士ゼロックス株式会社 ホログラム記録装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920002820B1 (ko) * 1987-05-27 1992-04-04 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 주사형 투영 노광장치
WO1994010684A1 (en) 1992-10-27 1994-05-11 Pmdc, Inc. Optically readable information disc including visible ornamental hologram, and method of fabricating same
AU1975197A (en) * 1996-02-28 1997-10-01 Kenneth C. Johnson Microlens scanner for microlithography and wide-field confocal microscopy
DE19626176A1 (de) * 1996-06-29 1998-01-08 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Lithographie-Belichtungseinrichtung und Lithographie-Verfahren
US6177980B1 (en) * 1997-02-20 2001-01-23 Kenneth C. Johnson High-throughput, maskless lithography system
TW460758B (en) * 1998-05-14 2001-10-21 Holographic Lithography System A holographic lithography system for generating an interference pattern suitable for selectively exposing a photosensitive material
DE59915132D1 (de) 1999-05-19 2010-03-25 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Lithographieverfahren
US6379867B1 (en) * 2000-01-10 2002-04-30 Ball Semiconductor, Inc. Moving exposure system and method for maskless lithography system

Also Published As

Publication number Publication date
US20040150802A1 (en) 2004-08-05
ES2292735T3 (es) 2008-03-16
AU2002246118A1 (en) 2002-10-15
DE10116059B4 (de) 2007-03-01
CN1500233A (zh) 2004-05-26
WO2002079881A2 (de) 2002-10-10
WO2002079881A3 (de) 2003-10-16
US7123340B2 (en) 2006-10-17
DE50210812D1 (de) 2007-10-11
DE10116059A1 (de) 2002-11-07
JP2004531844A (ja) 2004-10-14
EP1373981B1 (de) 2007-08-29
JP3990289B2 (ja) 2007-10-10
EP1373981A2 (de) 2004-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1284047C (zh) 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法
US20040257629A1 (en) Lithograph comprising a moving cylindrical lens system
US6396616B1 (en) Direct laser imaging system
JP5525136B2 (ja) シート光を発生するための光学装置
US5227910A (en) High resolution laser beam scanner and method for operation thereof
US20070024995A1 (en) Light beam emitter and image-forming device
US9766442B2 (en) Confocal scanner and confocal microscope
CN1902525A (zh) 使用旋转光学元件的高速高效率光学图案生成器
CN103317233A (zh) 一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置
CN1781645A (zh) 激光加工装置
JP3365388B2 (ja) レーザ加工光学装置
US9122061B2 (en) Confocal optical scanner and confocal microscope
CN100480775C (zh) 成像设备
US20090051995A1 (en) Linear Optical Scanner
CN1199802C (zh) 具有可变的印刷点尺寸的激光成象设备和方法
CN112986200B (zh) 一种光程调节装置及光片扫描成像系统
JP3351046B2 (ja) レーザ製版装置
US20030053038A1 (en) Exposing device and image magnification adjusting method
CN1080915C (zh) 记录媒体的信息光学扫描装置
US8421834B2 (en) Exposure device and engraving apparatus
JP2001009580A (ja) レーザ光集光装置
JPH10206772A (ja) レーザー走査装置
EP1376194A2 (en) Refracting element array, diffracting element array and exposure apparatus
US7196848B2 (en) Array refracting element and exposure device
JP4512325B2 (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20061108

Termination date: 20210328